CN110586537B - 一种隧道照明灯清洗机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道照明灯清洗机器人，其包括底盘,底盘中设有控制器、储水箱、蓄电池,底盘下方设有行走部和行走部距离探测模块,底盘上设有伸缩机械臂,伸缩机械臂顶端设有清洗机构和清洗机构定位距离探测模块,控制器与行走部距离探测模块和清洗机构定位距离探测模块电连接。该隧道照明灯清洗机器人应用物联网技术、操作便捷、安全可靠、高效节能。
Description
技术领域：
本发明属于交通领域，具体涉及一种隧道照明灯清洗机器人。
背景技术：
隧道内通风条件受限，车辆尾气和扬尘难以及时疏散，滞留的尾气和灰尘对高速公路隧道内墙壁、照明灯设施设备均产生污染,导致隧道照明不良,带来严重交通隐患。
由此可见，隧道照明灯的清洁维护工作十分重要，而我国目前的隧道照明灯清洗还采用传统的升降台式人工清洗，需要多名工人协同施工，配备清洗车司机、升降台操作员、登高作业员、隔离带辅助人员等。清洗工作中还需进行封道，对现有交通流量产生直接影响,同时严重污染的工作环境对工作人员的身心健康造成极大伤害。随着汽车保有量继续增加，如何在对现有交通流影响最低的情形下，研究一种对隧道灯进行高效、安全、环保、节能的清洗设备已经成为一项急需解决的任务。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种应用物联网技术、操作便捷、安全可靠、高效节能的隧道照明灯清洗机器人。
本发明的技术解决方案是，提供一种隧道照明灯清洗机器人，其包括底盘,底盘中设有控制器、储水箱、蓄电池,底盘下方设有行走部和行走部距离探测模块,底盘上设有伸缩机械臂,伸缩机械臂顶端设有清洗机构和清洗机构定位距离探测模块,控制器与行走部距离探测模块和清洗机构定位距离探测模块电连接。
作为优选，底盘下方的行走部为履带式行走部,履带式走行部长宽高约为900mm×700mm×300mm。器行走部也可以使其他结构如轮式机构。
作为优选，采用超声波和红处传感技术实现底盘自动寻迹导航和照明灯定位，并且可保留视频图像识别作为设备调试参考和备选方案。
作为优选，伸缩机械臂采用钢丝滑轮式机械臂升降机构。或者，选用液压或其他动力作为伸缩机械臂的动力源。
作为优选，还包括工作保护机构,工作保护机构为一金属板钣金折弯而成的挡板,挡板一侧具有可支撑伸缩机械臂的卡槽。
作为优选，挡板靠近清洗一侧还设有可收缩的支撑杆或支撑轮，用于机器人在工作中的防倾覆支撑。
作为优选，行走部距离探测模块包括设于底盘底部的若干定位传感器，清洗机构定位距离探测模块包括若干灯具定位传感器,灯具定位传感器采用全包围式设计结构。
作为优选，清洗机构包括清洗毛刷滚筒和出水装置，出水装置与出水管一端连接，出水管另一端与储水箱内的水泵连接，另外，清洗毛刷滚筒由驱动电机驱动，驱动电机和水泵分别与控制器电连接。
作为优选，其可实现自主式主动工作模式，实现自动寻迹，自主定位灯具位置；以及具备被动控制工作模式，工作人员可通过手持终端对其进行操作。
进一步的，底盘内还设有配重块。
采用以上方案后与现有技术相比，本发明具有以下优点：鉴于现有的隧道照明灯清洗还采用传统的升降台式人工清洗，需要多名工人协同施工，配备清洗车司机、升降台操作员、登高作业员、隔离带辅助人员等，清洗工作中还需进行封道，对交通流量产生严重的影响；本发明隧道灯清洗机器人，工作时行走于人行道，不占用机动车道，可以实现自动化的清洗工作，设备可实现主动和被动控制模式，工作人员可通过手持终端(手机APP)对设备进行操作，针对现有的隧道清洗模式进行革新，若推广之后，将在快速畅通、经济节能、绿色环保、高效便捷等多个方面提升现有的高速公路隧道灯清洗模式，在经济效益和社会效益两个领域实现双赢，具体而言，
1)设备的成功研发，大大减少隧道照明灯清洗协同工作人员的数量，配备1-2人现场监控和操作人员，节约了大量人力。
2)清洗机器人在作业平台上工作，不占用行车道，可以避免对道路交通的管制和限流，从而提高了交通流量，避免交通拥堵，节约能源。
3)应用该设备，可以有效的减小工作人员的操作风险，不需要登高作业，也不需要在隧道内道路上施工，保障安全，提高工作效率。
附图说明：
图1为本发明的工作场景示意图。
图2为本发明的整体结构示意图。
图3为本发明使用状态图。
图4为伸缩机械臂结构示意图。
图5为工作保护机构结构示意图。
图6为清洗机构定位距离探测模块俯视图。
图7为清洗机构定位距离探测模块主视图。
图8为本发明仰视图。
具体实施方式：
下面就具体实施方式对本发明作进一步说明：
实施例1
如图1-8所示，一种隧道照明灯清洗机器人，其包括底盘,底盘中设有控制器、储水箱、蓄电池,底盘下方设有行走部和行走部距离探测模块,底盘上设有伸缩机械臂,伸缩机械臂顶端设有清洗机构和清洗机构定位距离探测模块,控制器与行走部距离探测模块和清洗机构定位距离探测模块电连接。具体而言，为减小占用机动车道空间，不对现有交通流产生严重影响，设备小型化，运行底盘以占用人行道空间为主，并且为保证机构的抗倾覆性能，采用与地面接触面积大的履带式走行部，经过直行前进、后退、90°拐弯等道路工况下的尺寸校核，履带式走行部长宽高优选900mm×700mm×300mm。由于工作高度需要，需要升降幅度达5米，为保证升起后不产生倾倒的风险，因使工作机构轻便，同时，高速公路隧道两侧人行道狭窄，要求工作机构空间紧凑，伸缩机械臂采用机械臂升降机构，伸缩功能采用钢丝绳滑轮传动实现，相比于液压、齿轮、电机关节臂等传动方式，更加轻便，整体质量更轻，绿色节能，设备运动柔性强，占用空间更小，在保留伸缩臂机械结构前提下，也可选用液压伸缩缸、齿轮齿条等其他传动方式作为伸缩臂伸缩动作备选方案。
其次，隧道口存在空气流通的活塞效应，因此，若风载较大，可能会对小车工作机构产生影响，为此，设计了工作保护机构，采用较厚钣金折弯工艺，制作挡板，用以防止工作机构倾倒，工作保护机构为一金属板钣金折弯而成的挡板,挡板一侧具有可支撑伸缩机械臂的卡槽。另外，在智能清洗一侧布置一个支撑杆(轮)，在工作时打开起支撑和保护作用，不工作时可以折叠回收，减小设备的体积。
如图6箭头所指部位即传感器定位位置，采用全包围式设计，能够准确定位隧道灯的具***置。下部的圆筒即为清洗毛刷，通过高速旋转实现隧道灯的清洗。图7中，两箭头即为隧道灯对中传感器，如图8中，在仰视图中，箭头所指即小车走行部位置探测定位传感器。共布置12个，并且后期可根据需求进行增减。
在实际使用中，储水箱、蓄电池、储备钢丝绳、配重块等均可位于底盘面积投影面积之内，因此整车工作机构完全展开工况不存在倾覆的可能。
另外，清洗机构包括清洗毛刷滚筒和出水装置，出水装置与出水管一端连接，出水管另一端与储水箱内的水泵连接，另外，清洗毛刷滚筒由驱动电机驱动，驱动电机和水泵分别与控制器电连接。
本发明可以实现自动化的清洗工作，设备可实现主动和被动控制模式，工作人员可通过手持终端(手机APP)对设备进行操作。
采用超声波和红处传感技术实现自动寻迹导航、照明灯定位，伸缩机械臂、清洗工作机构均采用自动化装置，可实现智能自动清洗作业，减小人工干预。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。凡是利用本发明说明书所做的等效结构或等效流程变换，均包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (5)
1.一种隧道照明灯清洗机器人，其特征在于：其包括底盘,底盘中设有控制器、储水箱、蓄电池,底盘下方设有行走部和行走部距离探测模块,底盘上设有伸缩机械臂,伸缩机械臂顶端设有清洗机构和清洗机构定位距离探测模块,控制器与行走部距离探测模块和清洗机构定位距离探测模块电连接；采用超声波和红处传感技术实现底盘自动寻迹导航和照明灯定位，并且可保留视频图像识别作为设备调试参考和备选方案；所述伸缩机械臂采用钢丝滑轮式机械臂升降机构；还包括工作保护机构,工作保护机构为一金属板钣金折弯而成的挡板,挡板一侧具有可支撑伸缩机械臂的卡槽，挡板靠近清洗一侧还设有可收缩的支撑杆或支撑轮，用于机器人在工作中的防倾覆支撑；所述行走部距离探测模块包括设于底盘底部的若干定位传感器，清洗机构定位距离探测模块包括若干灯具定位传感器,灯具定位传感器采用全包围式设计结构。
2.根据权利要求1所述的隧道照明灯清洗机器人，其特征在于：底盘下方的行走部为履带式行走部,履带式走行部长宽高约为900mm×700mm×300mm。
3.根据权利要求1所述的隧道照明灯清洗机器人，其特征在于：清洗机构包括清洗毛刷滚筒和出水装置，出水装置与出水管一端连接，出水管另一端与储水箱内的水泵连接，另外，清洗毛刷滚筒由驱动电机驱动，驱动电机和水泵分别与控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的隧道照明灯清洗机器人，其特征在于：其可实现自主式主动工作模式，实现自动寻迹，自主定位灯具位置；以及具备被动控制工作模式，工作人员可通过手持终端对其进行操作。
5.根据权利要求1所述的隧道照明灯清洗机器人，其特征在于：底盘内还设有配重块。
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